APROVECHAMIENTO ÓPTIMO DEL FRUTO DE “Oenocarpus Bataua”
COMO MATERIA PRIMA DE DIFERENTES PRODUCTOS ALIMENTICIOS DE GRAN VALOR ENERGÉTICO
Luis C. CALDERÓN MATALLANA 1. Hernán D. CAPERA RUBIO 1; Carlos A. CÉSPEDES ZAMBRANO1; Laura S. TRIANA GONZÁLEZ 1; Andrés VARGAS RAIRÁN1
RESUMEN
Dentro de la gran variedad de palmas presentes en la selva colombiana, la palma “Oenocarpus Bataua”, Bataua”, es una de las especies con mayor riqueza y poco aprovechamiento, al punto de ser erradicada de su hábitat natural. Una de las partes más útiles es el fruto, el cual tiene como característica destacable la gran variedad de productos y subproductos alimenticios que se pueden obtener de él. Estos pueden ser extraídos y tratados de tal forma que el fruto pueda ser aprovechado casi en su totalidad. A partir de esta palma se pueden destacar diversos productos como el aceite que tiene una gran calidad, al punto de ser considerado mejor que el aceite de oliva por su gran contenido de ácidos grasos insaturados. Su producción además permite la extracción de una torta residual que puede ser usada en la elaboración de concentrados, así como de bebidas para consumo humano, estas tienen un valor nutritivo apreciable por su contenido de proteínas, carbohidratos, algunas vitaminas y las trazas de aceite sobrantes de la extracción inicial del mismo. Por otra parte, esta investigación busca que este fruto pueda ser aprovechado generando alimentos energéticos que se complementen con azúcar o miel, pequeñas cantidades de gluten, harinas, y algunas semillas tales como el maní o el ajonjolí.
PALABRAS CLAVE Seje, extracción, concentración, variedad
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Estudiantes Ingeniería Química. Universidad Nacional de Colombia.
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[email protected] [email protected]
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El producto responde a una tendencia del mercado con alto crecimiento a futuro? ¿Tiene el producto un alto margen de ganancia? ¿Cómo podría involucrarse a la comunidad en la producción? ¿Cómo podría este producto contribuir al desarrollo de la región
INTRODUCCIÓN
El seje, antes incluido en el género Jessenia (Balick 1986), pertenece ahora al género Oenocarpus, que significa “fruta de vino” (Balick 1992). Oenocarpus es considerado uno de los géneros de más amplia distribución en el continente. Se conocen más de cincuenta nombres comunes para Oenocarpus bataua en el Neotrópico, sin embargo los más conocidos son majo o ch´ari en Bolivia, ungurahui o sacumama en Perú, batauá o patauá en Brasil, milpesos, patabá o seje en Colombia, chapil en Ecuador y palma seje en Venezuela. Descripción de la especie Oenocarpus bataua es una palmera de tronco solitario y recto, que alcanza los 25 a 30
metros de altura (Moraes 2004, FAO-REDBIO 2005). Las hojas son compuestas y se disponen en espiral, formando un penacho en la parte superior de la palma, que puede llegar a medir más de seis metros de altura. Las hojas estiradas pueden medir hasta 11 metros.
Tabla 1. Comparación de meses y época donde ocurren los picos de fructificación de Oenocarpus bataua. Se
detalla la época (E), en que ocurre la floración como S: época seca, H: época húmeda, S-H: transición entre época seca y húmeda, H-S: transición entre época húmeda y seca.
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Uso de las distintas partes de la palma de seje Inflorescencias Las inflorescencias del majo son comestibles cuando aún son jóvenes, teniendo un sabor parecido al de las nueces. Los Huaorani de la Amazonía ecuatoriana utilizan las flores jóvenes (cuando apenas se abre el botón) para curar la disentería. Las cenizas de las inflorescencias son utilizadas como sal por algunas comunidades indígenas en Brasil
Raíces Las raíces también son utilizadas con fines medicinales, ya que tienen principios antidiarreicos, antidisentéricos y vermífugos. Frutos La pulpa del fruto maduro es comestible, diluida en agua se utiliza tradicionalmente en la preparación de bebidas no alcohólicas, jugos, helados y dulces con alto contenido nutritivo. A partir del fruto, comunidades de toda América del Sur han extraído aceite mediante métodos tradicionales, que además de ser comestible, es muy apreciado para productos cosméticos y medicinales. Los frutos también son utilizados para teñir, como un tinte natural. La pulpa es utilizada y se comercializa a nivel local y para exportación. De los frutos se obtiene medicina, y la leche es utilizada como una bebida nutritiva para el tratamiento de personas anémicas y convalecientes.
Productos derivados del seje con potencial comercial Aceite de seje Tal vez el producto derivado de Oenocarpus bataua con mayor importancia económica y potencial de comercialización es el aceite. El aceite que contiene la pulpa del fruto de majo tiene un alto valor alimenticio, algunos estudios de análisis químico sugieren que los valores de ácidos grasos no saturados del aceite de majo (superiores al 75%) y ácidos grasos saturados (inferiores al 4%), hacen a este aceite vegetal más saludable que el aceite de maíz, y superior en calidad y valor energético al de oliva y soya.
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Tabla 2. Perfil de ácidos grasos de aceite de majo y su comparación con los perfiles de aceite de oliva, maíz y
soya, según los estudios de Balick (1992) y Briceño & Navas (2005).
Tabla 3. Características fisicoquímicas del aceite de seje, considerando cuatro aceites comerciales de seje, y
su comparación con las características del aceite de oliva, maíz y soya( Briceño & Navas (2005)). Aceite de oliva ( Xodesxan (1989)), maíz y soya ( Bailey (1951)).
El uso del aceite de seje como tónico capilar y materia prima para la elaboración de cremas y jabones, se ha documentado para la Amazonía ecuatoriana, donde se utiliza contra la caída del cabello y la caspa, en la Amazonía colombiana, donde se utiliza como fortalecedor capilar, la Amazonía brasilera y para los bosques premontanos bolivianos, donde se utiliza para fortalecer y evitar la caída del cabello. Biodiesel Otro de los usos potenciales interesantes del aceite de majo, es la producción de biodiesel, ya que comparado con otros aceites de origen vegetal parece ser el más eficiente, al tener más rendimiento (Coello et al. 2006, Tabla 10). El principal factor limitante para este tipo de aprovechamiento es el volumen de materia prima requerida. Leche de seje Otro producto derivado del majo, de importancia comercial es la leche, una bebida obtenida mediante un proceso sencillo y tradicional, que se oferta en mercados locales, de las comunidades productoras de seje. La leche -sin descremar- de seje, mantiene los beneficios del aceite, pero además, contiene una cantidad de aminoácidos que la convierten en un sustituto ideal de otras fuentes proteicas.
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Tabla 4. Comparación del porcentaje de componentes nutritivos (lípidos, proteínas y carbohidratos) de la
leche de seje y otras bebidas comunes en la alimentación humana.
Tratamiento actual El método utilizado hasta hoy consiste en lavar el fruto, posteriormente introducirlo en agua a unos 60 ºC de temperatura para así facilitar su macerado; operación que se realiza a continuación y tiene por objeto extraer la semilla. Luego se cuela agregando agua para eliminar la cáscara. El resultado de estas operaciones es un líquido espeso de color rosado, al cual se le aplica fuego durante dos horas. Al cabo de este tiempo se observa el aceite flotando en la superficie, procediendo a su extracción con una cuchara. Después se hierve para eliminar el agua residual y se almacena en recipientes plásticos o de vidrio de baja capacidad. De esta manera los campesinos obtienen el aceite. Sin embargo, éste queda turbio y con muchas impurezas. Existen varios métodos para la extracción de aceite. El más utilizado es un proceso químico a través de solventes que extrae el aceite de la pulpa. El problema es que, a pesar de que es el método más eficiente, este químico es costoso y el proceso es complicado, lo que resultaría impropio en dicha zona. Por esta razón, los investigadores pensaron en el diseño de un aparato mecánico, el cual consiste en una prensa que extrae al máximo el líquido de la pulpa. Actualmente se trabaja en la construcción del mismo, con maderas de la región, reconocidas por su alta dureza. Con el nuevo método, el rendimiento es de 120 litros por hectárea, es decir, que la producción aumentaría a dos mil litros por familia al año, en periodo de cosecha. Con la utilización de una prensa el rendimiento sería de hasta un 80% y además la calidad del aceite mejoraría notablemente, pues a través de este se colarían las impurezas Igualmente con este trabajo se pretende que la comunidad conozca cuáles son los frutos de mayor calidad y sus semillas, para que posteriormente puedan sembrarse y obtener cada vez mayor rendimiento en la producción de aceite.
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Desventajas El principal problema de la comunidad es la comercialización del producto, pues a pesar de todas sus bondades en estos momentos no se vende porque en 1997 un intermediario que lo exportaba a Francia, realizó mezclas con aceite de cerdo y de res para obtener mayores ganancias y esto hizo que se paralizara la comercialización. En estos momentos el aceite se encuentra en los pueblos, pero no hay quien lo compre, aunque tiene unas propiedades preservantes hasta de 4 años. Es importante que se pueda comercializar, pues la comunidad vive de esta producción. El aceite de Seje posee propiedades curativas en la limpieza del aparato respiratorio, según investigaciones de la doctora Alicia Ríos, de la Universidad del Valle. Igualmente de la palma se extrae un líquido lechoso, con un contenido de proteínas muy alto, que podría reemplazar a la leche animal y podría ser muy útil para el crecimiento humano. Incluso estos aspectos fueron registrados por los cronistas españoles en épocas de conquista, quienes observaron que después de la cosecha de esta palma los pequeños indígenas crecían saludablemente y los hombres y mujeres se notaban más vigorosos y con mejor aspecto físico.
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Técnicas de transformación
Figura 1. Proceso de extracción de aceite aceptado y aplicado por las Unidades Productivas Las Palmeras y
Cotapampa (La Paz), y balance de masas en este proceso
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Productos a realizar: aceite de seje Torta
Proceso torta Según el método de extracción empleado nos quedara como residuo: Torta, residuo de una extracción por solvente Expeler residuo de extracción por prensado.
El objetivo económico es tratar de sacar la mayor cantidad de aceite posible, pero la extracción absoluta no se puede lograr. Es por eso que normalmente la industria aceitera en el mundo apuntaba a un límite de aceite residual en torta del 1 %. El aceite que queda en torta se aprovecha ya que es una fuente de proteínas e hidratos de carbono por ejemplo para la alimentación animal. En caso de utilizarse para alimentación animal, la torta se vende a exportación, esto equilibra el balance económico, ya que el aceite y la torta hacen un balance cíclico y dura de 6 - 10 años el ciclo. La venta de la torta deja bastante dinero, normalmente se paga por PRO- FAT (proteína grasa) para lo cual se analiza el contenido en proteína y en grasa y la suma de ambos en los mercados de exportación normalmente debe ser 44%, si se tiene menos baja el precio del PRO- FAT. ELECCIÓN DEL TIPO DE EXTRACCIÓN El extractor permite llevar a un contenido final de aceite residual menor al 1 %. En la prensa, se introduce energía y se exprime con acción mecánica, con fricción, desgaste, genera calor y va sacando el aceite de una partícula va deslizando contra superficies metálicas, con una presión importante. Cuanto más aceite quiero sacar mas presión debo hacer. .La presión interna en una prensa es de 2800 a 3000 Kg/cm 2, esto lo sufre la maquinaria que se observa por el desgaste. En el aceite se puede encontrar material de desgaste Fe solamente, si se lo detecto serán solo pocas ppm, en el producto final. Prensa, deja un expeler un residual de aceite como mínimo del 5 %, con la máxima presión 3000 Kg./cm 2. El extractor al extraer por solvente disuelve el aceite en el mismo y forma una micela. La micela mas concentrada que se trabaja en la fabrica esta aproximadamente 30- 32 % de aceite en el solvente, al cual lo separo evaporando el solvente y consumiendo por lo tanto energía térmica.
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Actualmente la tendencia es usar un proceso mixto, o sea usar los 2 procesos porque se manejan grandes volúmenes. Según la materia prima. Por ejemplo si tengo alto contenido en aceite primero prenso suave, hasta bajar el contenido aprox. 18 % (que es lo que tiene la soja) en el expeler y luego a este se lo mando al extractor por solvente. COCCIÓN: Se trata de distender la superficie de la partícula de manera de que tenga un menor recorrido el aceite que sale de la masa (oleaginosa) se hace un tratamiento térmico con el cual se busca:
desnaturalizar las proteínas que forman las paredes celulares de la pepita y que encierran al aceite emulsionado, de esta forma las paredes se tornan permeables y permiten el flujo de aceite. Producir la ruptura de la emulsión del aceite que está dentro de la semilla. Disminuye la viscosidad del aceite, entonces fluye con mayor rapidez.
Es un proceso que trabaja entre 105- 120 ºC se hace un cocinado durante un cierto tiempo. Como el producto viene seco del almacenamiento, se lo moja ( acondiciona) a un 11- 12 % de humedad ya que los procesos de desnaturalización de proteínas son mas eficaces cuando hay una cierta cantidad de agua , que es el transmisor mas directo del movimiento térmico molecular. Consta de un tubo de entrada donde se acondiciona el producto a la humedad de trabajo aprox. 12% humedad, una serie de ollas ubicadas una encima de otra , que constan en el interior de un agitador de paletas, soldado a un eje central. La humectación puede hacerse:
En los métodos actuales, en el tornillo de carga ( ahí se tira el agua para ajustar la humedad y se mezcla). En los equipos mas chicos se hace adentro de la olla a través de una pulverización en el primer piso a 18º C
Entre olla y olla el producto pasa a través de una compuerta. las paredes del equipo son huecas y se le inyecta vapor ( actúa como camisa calefactora) para cocinar por superficie. Generalmente este equipo consta de 5- 6 ollas superpuestas con un eje único y un sistema agitador también único. Las compuertas se abren mediante un sistema hidráulico o mecánico que trabaja de acuerdo al programa de tiempo impuesto para el proceso. Simultáneamente el equipo tiene pequeñas chimeneas que permiten la salida del vapor del mismo producto. CON ESTA PRECOCCIÓN O COCCIÓN HACEMOS QUE SE DESNATURALICE LA PROTEÍNA.
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METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
Para comenzar el proceso de transformación de seje se realizaron las pruebas respectivas para poder obtener datos suficientes acerca de la composición del fruto en donde se tuvieron datos de proteínas, grasa, humedad, fibra cruda y cenizas. Valores que pueden apreciarse en las tablas anexas. (Tabla 1: resultados pruebas de composición.) Se puede ver que el valor nutricional del fruto es bastante alto, en donde se puede destacar el contenido de fibra cruda y grasa lo cual nos permite saber gracias a las referencias que tiene gran contenido de ácidos grasos insaturados que de hecho son de gran beneficio para el organismo; sin embargo la cantidad de fibra cruda como ya se ha mencionada es muy alto generando un efecto desfavorable a la hora de utilizarle en la producción de harinas y por consiguiente productos de panificación. Ahora, siendo un poco mas específicos los procesos que se llevaron a cabo para la fabricacion de los diferentes productos de estudio son descritos a continuación: Se empezo con la extraccion de la pulpa por medio de una maceración continua,para lo cual en primer lugar se cocino el fruto por un tiempo de alrededor de 30 minutos, para que que este se hidratara y suavizara; luego de esto se utilizo un mortero para poder desprender la pulpa. A continuación se utilizo una pequeña cantidad de agua para poder extraer los nutrientes solubles con el fin de que pasar el liquido por un filtro se pueda obtener una especie de leche la cual se puede consumir directamente con una pequeña cantidad de azucar. Este primer producto tiene un exceso de aceite el cual puede resultar desagradable a la hora de consumirlo, debido a esto se busca extraer el aceite de esta leche por medio de calentamiento y decantacion. Este aceite es obtenido en principio en forma de nata la cual se genrea en la superficie del liquido y este a su vez se purifica por medio de filtros y de ser necesario se adiciona un calentamiento con el fin de eliminar los excesos de materia organica y agua existente. Con el residuo que se tiene del macerado y del respectivo filtrado se puede obtener otra gran cantidad de aceite el cual solo puede ser extraido por medio de prensas y solventes especificos. Para esta torta que queda como residuo final después del procedimiento se procede a un secado controlado con el fin de obtener un solido que posteriormente se pulveriza para poder genrear una harina la cual es utilizada como base del ultimo producto que se planteo para este proyecto. El ponque (o mas conocido como panlleta…jejeje) se debe preparar con la adicion de elementos básicos de pastelería, harina, bicarbonato de sodio, un poco de azúcar, agua y esencias, obteniendo una masa lo suficientemente compacta poder moldearse y finalmente cocinarse a una temperatura controlada.
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RESULTADOS Y ANÁLISIS
El producto responde a una tendencia del mercado con alto crecimiento a futuro? ¿Tiene el producto un alto margen de ganancia? ¿Cómo podría involucrarse a la comunidad en la producción? ¿Cómo podría este producto contribuir al desarrollo de la región
Despues de llvar a cabo las pruebas de compsicion ya descritas anteriormente, se obtuvo:
BIOMASA HUMEDAD inicial
15,3299 g
tara
45,1606 g
tara + muestra seca
50,8988 g 0,625685751
% humedad
62,5686 %
GRASA balón vacío
190,1561 g
muestra inicial
2,8884 g
balon después ensayo
contenido grasas
191,3489 g
3,1 %
CENIZAS muestra inicial
3,0347 g
tara muestra final
37,9329 g
cenizas
FIBRA
11
?
muestra inicial
2,7987 g
papel filtro
1,0591 g
petri
36,3224 g
muestra final
37,9475 g
contenido fibra
20,22 %
PROTEINAS* muestra inicial 1
1,04 g
volumen titulacion
2,2 mL
muestra inicial 2
1,03 g
volumen titulacion
2,2 mL
% proteinas 1 % proteinas 2
Tabla 1: Resultados pruebas de composición Biomasa.
SEMILLAS HUMEDAD inicial
11,2479 g
tara
49,0208 g
tara + muestra seca
56,4369 g 0,34066804
% humedad
34,0668 %
GRASA balón vacío
190,1561 g
muestra inicial
3,6804 g
balon después ensayo
12
190,452 g
contenido grasas
? %
CENIZAS muestra inicial
5,376 g
Tara muestra final
34,9288 g
cenizas
?
FIBRA muestra inicial
3,6804 g
papel filtro
0,8182 g
Petri
46,6442 g
muestra final
50,527 g
contenido fibra
83,27 %
PROTEINAS* muestra inicial volumen titulacion
0,99 g 1,8 mL
% proteinas
Tabla 2: Resultados pruebas de composición semilla.
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LECHE HUMEDAD inicial
NA
tara
NA
tara + muestra seca
NA NA
% humedad
NA
GRASA balón vacío
3,2292
muestra inicial
208,1348
balon después ensayo
210,4911
contenido grasas
72,965 %
CENIZAS muestra inicial
NA
tara
NA
muestra final
NA
cenizas
NA
FIBRA muestra inicial
NA
papel filtro
NA
petri
NA
muestra final
NA
contenido fibra
PROTEINAS*
14
NA
muestra inicial volumen titulacion
1,14 g 3,8 mL
% proteinas
Tabla 3: Resultados pruebas de composición Leche. Con los resultados obtenidos experimentalmente y los reportados en la literatura se pudo establecer un marco comparativo con el fin de respaldar y cofirman el grado de acidos grasos inaturados y fibra presentes dentro del fruto. Ahora con la seguridad y el concimiento obtenidos acerca de la especis en cestion se procedio a mplemnetar el método de investigación planteado obteniendo resultados muy favorables, ya que se logro la obtención de la mayoría de los productos originalmente planteados con una eficeincia relativamente alta, etos son: -
Suspensión “lechosa” rica en nutrientes y acidos grasos
Aceite (mediante el método ya especificado) con un contenido de acidos grasos insaturados bastante alto Biomasa(rica en fibra) Harina
Con estos productos inciales además se pudieron generar una serie de subproductos en su mayoría alimenticiosn como los son: -
Bebidas con propiedades físicas similares alas de un te o café Aceite de cocina Ponque y diferentes productos de panadería, etc
Ademas, de aceurdo a los resultados de las pruebas iniciales también se tiene la posibilidad de obtener algunos otros productos fuera de la rama alimenticia como lo son: -
Biodiesel Polímeros
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CONCLUSIONES
REFERENCIAS
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